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2007 年度 実績報告書

高効率加圧・熱溶媒分解によるバイオマスの生分解性プラスチック化

研究課題

研究課題/領域番号 18658132
研究機関京都大学

研究代表者

坂 志朗  京都大学, エネルギー科学研究科, 教授 (50205697)

キーワード超臨界流体 / バイオマス / 高効率液化 / 加溶媒分解 / プロトン性溶媒 / 生分解性プラスチック / 熱可塑性バイオ樹脂 / 熱硬化性バイオ樹脂
研究概要

石油などの化石資源から作られるケミカルスや合成プラスチックは、工業、農業、生活、医療などあらゆる分野に必要不可欠な素材であるが、化石資源の枯渇と地球の温暖化が深刻化するにつれ、これらをバイオマスから体系的に生産することが強く求められている。一方、21世紀の科学を切り拓く新たな化学反応場として超臨界流体が注目を集めており、特にプロトン性溶媒が超臨界状態となることでイオン積が増大し、加溶媒分解能が付与されることが知られている。そこで本研究では、このような超臨界流体のもつ加溶媒分解能を活用して、バイオマス廃棄物などを無触媒で効率的に可溶化させ、得られた液化物から溶媒を除去した木質分解物を用いて新規なバイオプラスチックを創製することを試みた。
まず、当研究室で開発済みのバッチ型及び流通型の超(亜)臨界流体処理装置を用い、その特性を引き出しながら、種々のアルコールを用いた超(亜)臨界状態でのバイオマスの高速・高効率の加溶媒分解を試みた。その結果、特にオクタノールを用いた液化物で、溶媒を除去した分解物から熱可塑性バイオ樹脂が得られた。さらに、グリセロールを用いて液化した木質分解物にエポキシ基を導入することで熱硬化性バイオ樹脂が得られることを明らかにした。
これまでの超(亜)臨界流体技術によるバイオマスからのバイオ燃料や有用ケミカルスの研究では液化に主眼がおかれていたが、本研究では、加溶媒分解によるバイオマス成分の化学修飾に注目しており、高分子状態のまま熱可塑性を有する組成へと変換する点に特徴がある。今後、バイオマスを構成するセルロース、ヘミセルロース及びリグニンの超臨界流体による加溶媒分解での化学修飾状態を精査し、その化学修飾液化のメカニズムを明らかにしながら新規な生分解性バイオプラスチックの創製を進めていく。

  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007 その他

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件) 学会発表 (3件) 図書 (4件) 備考 (1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Pyrolysis Mechanism of Woody Biomass Relating to Product Selectivity2007

    • 著者名/発表者名
      Haruo Kawamoto, Shiro Saka
    • 雑誌名

      "Materials, Chemicals and Energy from Forest Biomass" ACS Symposium Series 954

      ページ: 363-376

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bioethanol Production from Lignocellulosics Using Supercritical Water2007

    • 著者名/発表者名
      Shiro Saka, Hisashi Miyafuji
    • 雑誌名

      "Materials, Chemicals and Energy from Forest Biomass" ACS Symposium Series 954

      ページ: 422-433

    • 査読あり
  • [学会発表] グリセリンを用いた木質系資源の液化による熱硬化性バイオ樹脂の創製2008

    • 著者名/発表者名
      常樂寺 宏行、坂 志朗
    • 学会等名
      第58回日本木材学会大会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      20080317-19
  • [学会発表] 高温高圧アルコール処理による木材由来バイオ樹脂材料の創製2008

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗、舩山 ますみ、宮藤 久士
    • 学会等名
      第58回日本木材学会大会
    • 発表場所
      つくば
    • 年月日
      20080317-19
  • [学会発表] 超臨界流体技術によるバイオリファイナリーへのアプローチ2008

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗
    • 学会等名
      第3回バイオマス科学会議
    • 発表場所
      京都
    • 年月日
      20080116-17
  • [図書] セルロース利用技術の最先端(Advanced Technologies of Cellulose Utilization)2008

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗
    • 総ページ数
      405
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [図書] 森林と木材を活かす事典 -地球環境と経済の両立の為の情報集大成-2007

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗, 他
    • 総ページ数
      527
    • 出版者
      産業調査会
  • [図書] 各種手法による有機物の分解技術2007

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗, 他
    • 総ページ数
      381
    • 出版者
      情報機構
  • [図書] ウッドケミカルスの新展開(Advanced Technologies for Chemicals from Wood Resources)2007

    • 著者名/発表者名
      坂 志朗, 他
    • 総ページ数
      281
    • 出版者
      シーエムシー出版
  • [備考]

    • URL

      http://www.ecs.energy.kyoto-u.ac.jp/

  • [産業財産権] 熱可塑性木質系バイオ燃料の製造方法及び熱可塑性木質系バイオ燃料2007

    • 発明者名
      坂 志朗
    • 権利者名
      坂 志朗、豊田通商(株)
    • 産業財産権番号
      特願2007-048512
    • 出願年月日
      2007-02-28

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公開日: 2010-02-04   更新日: 2016-04-21  

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